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【摘要】目的:探讨磁共振扩散加权成像(DWI)与动脉自旋标记(ASL)在缺血性脑血管病诊断中的价值。方法:对21例性脑血管病患者行常規MR、FLAIR、DWl及ASL序列检查(其中10例行MRA检查，3例为TIA)。分析DWI及ASL2种技术显示病变的阳性率及面积大小。结果病灶显示的阳性率：DWI对急性及亚急性脑梗死的检出率为100％，对TIA的检出率为0％；ASL对急性及亚急性脑梗死的检出率为100％，对TIA的检出率为66％。DWI与ASL对同一病例相同病变显示面积的大小：SDWI 【关键词】3T磁共振;ASL;DWI;脑梗塞
【中图分类号】R526【文献标识码】A【文章编号】1005-0515(2011)03-0293-02
扩散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)在缺血性脑血管病诊断中的价值已为临床所熟知；MR灌注成像中利用造影剂首过效应的动态磁敏感增强成像在缺血性脑血管病诊断中的应用也较广泛，但MR灌注成像中另一技术—动脉自旋标记(arteral spin labeling，ASL)由于技术研发较晚、硬件需求高等原因在临床应用较少，随着技术的成熟及高场强MR的引进，国内最近几年也逐渐将其应用于临床研究。我科收集21例急性脑梗塞缺血患者，联合应用DwI及ASL技术，评价2种技术在缺血性脑血管病诊断中的优缺点及联合应用2种技术在缺血性脑血管病诊断、血流灌注评估等方面的价值。
1 材料与方法
1.1 临床资料：收集2010年10月以后于本院神经内科收治的脑梗塞缺血患者21例，男11例，女10例，年龄48~88岁，平均67岁，其中临床怀疑TIA患者3例。所有诊断标准均符合全国第四届脑血管病会议修订的急性缺血性脑血管病的诊断标准[1]。
1.2检查方法及参数：方法：使用SIEMENS Verio 3．OT磁共振成像系统，标准8通道头线圈。对所有患者行常规T1WI、T2W1、FLAIR、DWI及ASL序列扫描，部分行MRA扫描。ASL序列具体参数：TR 2500 ms，TE11 ins，Inversion time 1800 ms，FOV 192 mm×192 mm，Base nesolusion 64X64， Flip angle 90度。层数19，层厚5mm，层间距1.5 mm。DWI序列具体参数：TR 5500 ms，TE100 ms，，FOV 230 mm×230 mm，Base nesolusion 192X192 ，层数19，层厚5mm，层间距1.5 mm ，b值为1000 s／mm2)。
1.3 图像的处理及分析:请2位有经验的MRI诊断医师对DWI图像及ASL所得的局部脑血流量(regional cerebral blood flow，rCBF)图进行分析，观察比较2种技术图像病灶显示结果，然后再共同阅片，对异常区域达成统一意见，统计两者对病灶显示的阳性率。人工勾画出DWI图像、ASL-rCBF图像的异常区域并测量其面积大小。
2 结果
2.1DWI图像上18例脑梗死均表现为高信号，3例TIA患者表现为阴性，ASL图像上18例急性脑梗死患者及2例TIA患者表现为低灌注，1例TIA患者表现为阴性。
2.2 病灶显示的阳性率：DWI对急性及亚急性脑梗死的检出率为100％，ASL对急性及亚急性脑梗死的检出率为100％。
2.3DWI与ASL对相同病例相同病变显示面积的大小：SDWISASL患者；所测面积均以同一层面最大面积计算。
3 讨论
3.1DWI的基本原理：扩散是指水分子微观随机热运动，即布朗运动；扩散加权成像是在SE序列180°脉冲两侧对称加入扩散敏感梯度磁场。对于相对静止的水分子，第一梯度脉冲所致的质子自旋去相位会被第二梯度脉冲再聚焦，信号不降低；对运动(扩散强)的水分子第一梯度脉冲所致的质子去相位后离开了原来的位置，不能被第2个梯度脉冲再聚焦，信号降低〔2〕。b值称为扩散敏感系数，是SE-EPI序列对扩散运动表现的敏感程度，b值越大，扩散权重越大。在临床实际应用中常用表观扩散系数(apparent diffusioncoefficient，ADC)来代替扩散系数D直接反映活体组织中分子的真实扩散特性，D值越大，扩散的速率越大，反之则变小〔3〕。DWI是目前惟一可以在活体进行水分子扩散测量和成像的无创性方法。
3.2ASL的基本原理：如果流入组织血液的自旋状态与组织的不相同，则会引起整体磁化率的改变，这种变化可被MR仪器检测出来。ASL技术的原理正是基于这点：利用动脉血液内水分子作为一内在的自由弥散标记物，于成像平面上游将其标记，使血液的自旋状态改变，待标记血对组织灌注后进行成像，所得图像(即标记像)包含原静态组织及流入组织标记血的信息，为了消除静态组织的信号，预先对成像区进行一次未标记血成像(即控制像)，标记像与控制像的减影即得到灌注像〔4〕。
ASL的方法：以往ASL技术根据反转标记应用的不同分为种：连续式和脉冲式〔5〕，本次采用的是连续式技术。
3.3 ASL检测的是脑缺血区血流动力学情况，而DWI不是检测脑缺血本身的血流动力学改变，是对其继发改变—组织的含水量细微改变进行成像，所以2种技术显示缺血区域范围因缺血的病理生理不同而会出现下列情况。
SDWI[6],但这种恢复有着严格的时间限制。
SDWI≈SASL，即DWI图像上缺血区域面积与ASL图像上相应面积基本匹配。有3种可能：a.梗死灶面积较大且缺乏有效侧枝循环，在发病早期即发生不可逆性损伤；b.梗死晚期，缺血半暗带转变为梗死灶；c.缺血半暗带建立有效侧枝循环或血管再通，脑组织恢复正常。
对于TIA发作患者，文献报道有如下可能，DWI阴性ASL阳性，提示为一过性脑缺血，而没达到脑梗死阶段，即临床上的短暂性脑缺血发作。TIA是指颈内动脉系统或椎动脉系统短暂性供血不足，导致受累脑组织出现一过性功能缺损而表现相应的临床症状与体征。发生TIA时，局部脑组织一过性血流量减低，或因缺血再灌注而血流量增加，则ASL-rCBF显示相应灌注表现；而局部脑组织未发生缺血、缺氧—细胞毒性水肿改变，则DWI显示为阴性〔7〕。但TIA是脑梗死的先兆表现，未经治疗，TIA有1／3可发展为脑梗死，1／3可反复发作，1／3可自行缓解。
SDWI>SASL，本组病例未出现此情况，DWI异常而PWI未显示灌注缺损区，甚至显示灌注过度，其最终随访所显示的梗死区域都与DWI显示者大小相仿或较小。可能是在进行PWI成像时，脑梗死的病因已自行解除或由于血管部分或完全的自发性再通所致，所以表现为灌注正常或过度灌注，病理生理基础系最初DWI显示的病灶产生兴奋性毒性物质，通过周围新生血管弥散至周围正常脑组织，使其发生继发性梗死，是对该型表现的理论解释〔8〕。
急性缺血性脑血管病患者的救治时间短，临床很难把握“有效时间窗”，同时增强扫描的相对繁琐，ASL技术是利用血液中水分子作为内源性对比剂，与动态磁敏感增强成像比较具有非侵袭性、无放射性及过敏反应危险、成本低、简单快速容易获得等优势〔9〕。联合DWI能早期诊断TIA、全面准确地评估缺血半暗带及急性缺血性脑血管病的血流灌注情况，可作为急性缺血性脑血管病的急诊检查方法之一，为临床治疗提供科学依据。
图1-3为同一病例，图1为DWI像，图2为同一层面ASLrCBF像，DWI像和ASL像显示病变面积基本相等,图3为MRA像，显示右侧大脑中动脉闭塞图4~5为同一病例，图4为DWI像，图5为同一层面ASLrCBF像，DWI像显示病变面积明显小于ASL像。
参考文献
[1] 全国第四次脑血管病学术会议.脑卒中患者临床神经功能缺损程度百分标准(1995)〔J〕.中华神经科杂志，1996，29﹝6﹞：381-383
[2] Bammer R. Basic principles of diffusion-weighted imaging〔J〕. EurJ Radiol,2003,45(3):169-184
[3] Thomas DL,Lhytgoe MF,Pell GS,et al.The measuremcnt of diffusion and perfusion in biological systems using magnetic resonance imaging〔J〕.Phy Med Biol,2000,45(8):97-138
[4] Weber MA,Kroll A,Gunther M, et al.Noninvasive measurement of relative cerebral blood flow with the blood bolus MRI arterial spin labeling:basic physics and clinical applications〔J〕.Radiology,2004,44(2):164-173
[5] 磁共振成像技术指南—检查规范、临床策略及新技术应用/杨正汉，冯逢，王霄英主编.-2版.-北京：人民军医出版社，2010.4:297-298
[6] Chaves CJ,Silver B,Schlaug G,et al.Diffusion and perfusion weighted MRI pattemsin borderzone infarcts〔J〕.Stroke,2000,31(5):1090-1096
[7] Rovira A,Rovira-Gols A,Pedraza S,et al.Diffusion-weighted MR imaging in the acute phase of transient ischemic attacks〔J〕.Am J Neuroradiol,2002,23(1):77-83
[8] Barest GD,Sorensen AG,Gonzalez RG.Magnetic resonance imaging of cerebral infarction〔J〕.Top Magn Reson Imaging,1998,9(1):199-207
[9] Calamante F,Thomas DL,Pell GS,er al.Measuring cerebral blood flow using magnetic resonance imaging techniques〔J〕.J Cereb Blood Flow Metab,1999,19(7):701-735
作者單位：014000 包头市中心医院核磁室
【中图分类号】R526【文献标识码】A【文章编号】1005-0515(2011)03-0293-02
扩散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)在缺血性脑血管病诊断中的价值已为临床所熟知；MR灌注成像中利用造影剂首过效应的动态磁敏感增强成像在缺血性脑血管病诊断中的应用也较广泛，但MR灌注成像中另一技术—动脉自旋标记(arteral spin labeling，ASL)由于技术研发较晚、硬件需求高等原因在临床应用较少，随着技术的成熟及高场强MR的引进，国内最近几年也逐渐将其应用于临床研究。我科收集21例急性脑梗塞缺血患者，联合应用DwI及ASL技术，评价2种技术在缺血性脑血管病诊断中的优缺点及联合应用2种技术在缺血性脑血管病诊断、血流灌注评估等方面的价值。
1 材料与方法
1.1 临床资料：收集2010年10月以后于本院神经内科收治的脑梗塞缺血患者21例，男11例，女10例，年龄48~88岁，平均67岁，其中临床怀疑TIA患者3例。所有诊断标准均符合全国第四届脑血管病会议修订的急性缺血性脑血管病的诊断标准[1]。
1.2检查方法及参数：方法：使用SIEMENS Verio 3．OT磁共振成像系统，标准8通道头线圈。对所有患者行常规T1WI、T2W1、FLAIR、DWI及ASL序列扫描，部分行MRA扫描。ASL序列具体参数：TR 2500 ms，TE11 ins，Inversion time 1800 ms，FOV 192 mm×192 mm，Base nesolusion 64X64， Flip angle 90度。层数19，层厚5mm，层间距1.5 mm。DWI序列具体参数：TR 5500 ms，TE100 ms，，FOV 230 mm×230 mm，Base nesolusion 192X192 ，层数19，层厚5mm，层间距1.5 mm ，b值为1000 s／mm2)。
1.3 图像的处理及分析:请2位有经验的MRI诊断医师对DWI图像及ASL所得的局部脑血流量(regional cerebral blood flow，rCBF)图进行分析，观察比较2种技术图像病灶显示结果，然后再共同阅片，对异常区域达成统一意见，统计两者对病灶显示的阳性率。人工勾画出DWI图像、ASL-rCBF图像的异常区域并测量其面积大小。
2 结果
2.1DWI图像上18例脑梗死均表现为高信号，3例TIA患者表现为阴性，ASL图像上18例急性脑梗死患者及2例TIA患者表现为低灌注，1例TIA患者表现为阴性。
2.2 病灶显示的阳性率：DWI对急性及亚急性脑梗死的检出率为100％，ASL对急性及亚急性脑梗死的检出率为100％。
2.3DWI与ASL对相同病例相同病变显示面积的大小：SDWI
3 讨论
3.1DWI的基本原理：扩散是指水分子微观随机热运动，即布朗运动；扩散加权成像是在SE序列180°脉冲两侧对称加入扩散敏感梯度磁场。对于相对静止的水分子，第一梯度脉冲所致的质子自旋去相位会被第二梯度脉冲再聚焦，信号不降低；对运动(扩散强)的水分子第一梯度脉冲所致的质子去相位后离开了原来的位置，不能被第2个梯度脉冲再聚焦，信号降低〔2〕。b值称为扩散敏感系数，是SE-EPI序列对扩散运动表现的敏感程度，b值越大，扩散权重越大。在临床实际应用中常用表观扩散系数(apparent diffusioncoefficient，ADC)来代替扩散系数D直接反映活体组织中分子的真实扩散特性，D值越大，扩散的速率越大，反之则变小〔3〕。DWI是目前惟一可以在活体进行水分子扩散测量和成像的无创性方法。
3.2ASL的基本原理：如果流入组织血液的自旋状态与组织的不相同，则会引起整体磁化率的改变，这种变化可被MR仪器检测出来。ASL技术的原理正是基于这点：利用动脉血液内水分子作为一内在的自由弥散标记物，于成像平面上游将其标记，使血液的自旋状态改变，待标记血对组织灌注后进行成像，所得图像(即标记像)包含原静态组织及流入组织标记血的信息，为了消除静态组织的信号，预先对成像区进行一次未标记血成像(即控制像)，标记像与控制像的减影即得到灌注像〔4〕。
ASL的方法：以往ASL技术根据反转标记应用的不同分为种：连续式和脉冲式〔5〕，本次采用的是连续式技术。
3.3 ASL检测的是脑缺血区血流动力学情况，而DWI不是检测脑缺血本身的血流动力学改变，是对其继发改变—组织的含水量细微改变进行成像，所以2种技术显示缺血区域范围因缺血的病理生理不同而会出现下列情况。
SDWI
SDWI≈SASL，即DWI图像上缺血区域面积与ASL图像上相应面积基本匹配。有3种可能：a.梗死灶面积较大且缺乏有效侧枝循环，在发病早期即发生不可逆性损伤；b.梗死晚期，缺血半暗带转变为梗死灶；c.缺血半暗带建立有效侧枝循环或血管再通，脑组织恢复正常。
对于TIA发作患者，文献报道有如下可能，DWI阴性ASL阳性，提示为一过性脑缺血，而没达到脑梗死阶段，即临床上的短暂性脑缺血发作。TIA是指颈内动脉系统或椎动脉系统短暂性供血不足，导致受累脑组织出现一过性功能缺损而表现相应的临床症状与体征。发生TIA时，局部脑组织一过性血流量减低，或因缺血再灌注而血流量增加，则ASL-rCBF显示相应灌注表现；而局部脑组织未发生缺血、缺氧—细胞毒性水肿改变，则DWI显示为阴性〔7〕。但TIA是脑梗死的先兆表现，未经治疗，TIA有1／3可发展为脑梗死，1／3可反复发作，1／3可自行缓解。
SDWI>SASL，本组病例未出现此情况，DWI异常而PWI未显示灌注缺损区，甚至显示灌注过度，其最终随访所显示的梗死区域都与DWI显示者大小相仿或较小。可能是在进行PWI成像时，脑梗死的病因已自行解除或由于血管部分或完全的自发性再通所致，所以表现为灌注正常或过度灌注，病理生理基础系最初DWI显示的病灶产生兴奋性毒性物质，通过周围新生血管弥散至周围正常脑组织，使其发生继发性梗死，是对该型表现的理论解释〔8〕。
急性缺血性脑血管病患者的救治时间短，临床很难把握“有效时间窗”，同时增强扫描的相对繁琐，ASL技术是利用血液中水分子作为内源性对比剂，与动态磁敏感增强成像比较具有非侵袭性、无放射性及过敏反应危险、成本低、简单快速容易获得等优势〔9〕。联合DWI能早期诊断TIA、全面准确地评估缺血半暗带及急性缺血性脑血管病的血流灌注情况，可作为急性缺血性脑血管病的急诊检查方法之一，为临床治疗提供科学依据。
图1-3为同一病例，图1为DWI像，图2为同一层面ASLrCBF像，DWI像和ASL像显示病变面积基本相等,图3为MRA像，显示右侧大脑中动脉闭塞图4~5为同一病例，图4为DWI像，图5为同一层面ASLrCBF像，DWI像显示病变面积明显小于ASL像。
参考文献
[1] 全国第四次脑血管病学术会议.脑卒中患者临床神经功能缺损程度百分标准(1995)〔J〕.中华神经科杂志，1996，29﹝6﹞：381-383
[2] Bammer R. Basic principles of diffusion-weighted imaging〔J〕. EurJ Radiol,2003,45(3):169-184
[3] Thomas DL,Lhytgoe MF,Pell GS,et al.The measuremcnt of diffusion and perfusion in biological systems using magnetic resonance imaging〔J〕.Phy Med Biol,2000,45(8):97-138
[4] Weber MA,Kroll A,Gunther M, et al.Noninvasive measurement of relative cerebral blood flow with the blood bolus MRI arterial spin labeling:basic physics and clinical applications〔J〕.Radiology,2004,44(2):164-173
[5] 磁共振成像技术指南—检查规范、临床策略及新技术应用/杨正汉，冯逢，王霄英主编.-2版.-北京：人民军医出版社，2010.4:297-298
[6] Chaves CJ,Silver B,Schlaug G,et al.Diffusion and perfusion weighted MRI pattemsin borderzone infarcts〔J〕.Stroke,2000,31(5):1090-1096
[7] Rovira A,Rovira-Gols A,Pedraza S,et al.Diffusion-weighted MR imaging in the acute phase of transient ischemic attacks〔J〕.Am J Neuroradiol,2002,23(1):77-83
[8] Barest GD,Sorensen AG,Gonzalez RG.Magnetic resonance imaging of cerebral infarction〔J〕.Top Magn Reson Imaging,1998,9(1):199-207
[9] Calamante F,Thomas DL,Pell GS,er al.Measuring cerebral blood flow using magnetic resonance imaging techniques〔J〕.J Cereb Blood Flow Metab,1999,19(7):701-735
作者單位：014000 包头市中心医院核磁室